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抽屜注塑模具設(shè)計(jì)說(shuō)明 目錄 一 前言 二 模型的設(shè)計(jì) 三 零件材料的選擇及材料性能 四 塑料注射成型模具的設(shè)計(jì) 五 成型零件的設(shè)計(jì) 六 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 七 塑料溫度系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 八 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 九 參考文獻(xiàn) 十 實(shí)習(xí)小結(jié) 前言 所謂注塑成型 Injection Molding 是指 將已加熱融化的材料噴 射注入到模具內(nèi) 經(jīng)由冷卻與固化后 得到成形品的方法 適用于量產(chǎn) 與形狀復(fù)雜產(chǎn)品等成形加工領(lǐng)域 注塑成型機(jī) 注塑成型機(jī)可區(qū)分為合模裝置與注射裝置 合模裝置是開(kāi)閉模具以 執(zhí)行脫模 eject 作業(yè) 注射裝置是將樹(shù)脂予以加熱融化後再射入模具 內(nèi) 模具 所謂模具 Mold 是指 為了將材料樹(shù)脂做成某種形狀 而用來(lái) 承接射出注入樹(shù)脂的金屬制模型 已溶解的材料是從澆口進(jìn)入模具內(nèi) 再經(jīng)由流道與流道口填充到 模槽內(nèi) 接下來(lái)則經(jīng)由冷卻工程與開(kāi)模成型機(jī)脫模桿上的模具脫模板 推頂出成形品 成形品 成形品是由流入融化樹(shù)脂的澆口 導(dǎo)入模槽的流道與產(chǎn)品部份所 構(gòu)成 使用回料 成形品中的澆口與流道并不屬于產(chǎn)品 因此該部分往往被廢棄 甚至粉碎后再度用作成形專用材料 這就稱為回料 回料不能單獨(dú)作為 成形專用材使用 通常都是配合造粒才能予以使用 由于會(huì)經(jīng)過(guò)成形工 程 因此可讓樹(shù)脂做出各種特性的變化 回料之配方比例的上限為 30 左右 若配方比例過(guò)高就有可能會(huì)損害到樹(shù)脂的原有性質(zhì) 成形條件 所謂成形條件是指 為了獲得所需的成形品 而利用成型機(jī)的汽 缸溫度 射出速度 模具溫度等組合成無(wú)數(shù)個(gè)設(shè)定條件 由于可獲得的 成形品外觀 尺寸 機(jī)械物性會(huì)因成形條件而異 因此要找出最佳的成 形條件 就必須仰賴熟練的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn) CAD CAM 的技術(shù)現(xiàn)狀 經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展 CAD CAM 技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步 現(xiàn)在 CAD CAM 主要運(yùn)行在工作站或微機(jī)平臺(tái)上 工作站雖然性能優(yōu)越 圖 形處理速度快 但價(jià)格卻十分昂貴 這在一定程度上限制了 CAD CAM 技術(shù)的推廣 AUTOCAD 的簡(jiǎn)介 20 世紀(jì) 60 年代初 由美國(guó)學(xué)者首先提出 CAD 的概念 CAD Computer Aided Design 是 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 這三個(gè)詞的英文 縮寫(xiě) 40 多年來(lái) CAD 技術(shù)飛速發(fā)展 其內(nèi)涵也有了充實(shí)和延伸 它 與 CG Computer Graphics 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 相結(jié)合形成了一門新學(xué) 科 計(jì)算機(jī)繪圖是由計(jì)算機(jī)及圖形輸入 輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)圖形顯示及繪圖 輸出 它是圖形學(xué) 計(jì)算學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的三者結(jié)合的結(jié)晶 是 CAD CAM 的基礎(chǔ)之一 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)有力的計(jì)算功 能和高效率的圖形處理能力 按照設(shè)計(jì)師的意圖進(jìn)行分析和計(jì)算 作出 判斷和選擇 最后得到滿意的設(shè)計(jì)效果和生產(chǎn)圖紙 大大地提高提高了 設(shè)計(jì)效率 模型的設(shè)計(jì) 3D 模型的建立 零件模具的設(shè)計(jì) 零件材料的選擇及材料性能 制品的材料選擇依據(jù) PS 聚苯乙烯 性能 PS 一般為頭尾結(jié)構(gòu) 主鏈為飽和碳鏈 側(cè)基為共軛苯環(huán) 使分子結(jié)構(gòu)不規(guī)整 增大了分子 的剛性 使 PS 成為非結(jié)晶性的線型聚合物 由于苯環(huán)存在 PS 具有較高的 Tg 80 82 所以在室溫下是透明而堅(jiān)硬的 由于分子鏈的剛性 易引起應(yīng)力開(kāi)裂 聚苯乙烯無(wú)色透明 能自由著色 相對(duì)密度也僅次于 PP PE 具有優(yōu)異的電性能 特別是 高頻特性好 次于 F 4 PPO 另外 在光穩(wěn)定性方面僅次于甲基丙烯酸樹(shù)脂 但抗放射線能力 是所有塑料中最強(qiáng)的 聚苯乙烯最重要的特點(diǎn)是熔融時(shí)的熱穩(wěn)定性和流動(dòng)性非常好 所以易成型加工 特別是注 射成型容易 適合大量生產(chǎn) 成型收縮率小 成型品尺寸穩(wěn)定性也好 熱性能 最高工作溫度為 60 80 當(dāng)加熱至 Tg 以上 PS 轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài) 且保持這種狀 態(tài)在較寬的范圍內(nèi) 這就使其熱成型提供方便 PS 的熱變形溫度為 70 80 脆化溫度為 30 PS 在高真空和 330 380 下劇烈降解 機(jī)械性能 PS 的分子量過(guò)高 加工困難 所以通常聚苯乙烯的分子量為 5 20 萬(wàn) PS 的機(jī) 械性能 隨溫度升高 剛性 彈性模量 抗拉強(qiáng)度 沖擊強(qiáng)度等下降 而斷裂伸長(zhǎng)率較大 PS 的透明性好 透光率達(dá) 88 92 僅次于丙烯酸類聚合物 折射率為 1 59 1 60 故可 用作光學(xué)零件 但它受陽(yáng)光作用后 易出現(xiàn)發(fā)黃和混濁 PS 有主要缺點(diǎn)是性脆和耐熱性低 對(duì) PS 進(jìn)行改性 如橡膠改性的高抗沖 PS HIPS MMA 丁二烯 苯乙烯 MBS A 丙烯腈 B 丁二烯 S 在工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的是 ABS 塑料 化學(xué)和物理特性 大多數(shù)商業(yè)用的 PS 都是透明的 非晶體材料 PS 具有非常好的幾何穩(wěn)定性 熱穩(wěn)定性 光 學(xué)透過(guò)特性 電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向 它能夠抵抗水 稀釋的無(wú)機(jī)酸 但能夠被強(qiáng) 氧化酸如濃硫酸所腐蝕 并且能夠在一些有機(jī)溶劑中膨脹變形 典型的收縮率在 0 4 0 7 之間 注塑模工藝條件 干燥處理 除非儲(chǔ)存不當(dāng) 通常不需要干燥處理 如果需要干燥 建議干燥條件為 80C 2 3 小時(shí) 熔化溫度 180 280C 對(duì)于阻燃型材料其上限為 250C 模具溫度 40 50C 注射壓力 200 600bar 注射速度 建議使用快速的注射速度 流道和澆口 可以使用所有常規(guī)類型的澆口 典型用途 產(chǎn)品包裝 家庭用品 餐具 托盤(pán)等 電氣 透明容器 光源散射器 絕緣薄膜等 PS 主要技術(shù)指標(biāo)如下表 密度 g cm 1 05 1 08 抗拉屈服強(qiáng)度 Mpa 42 56 比容 cm g 0 92 拉伸彈性模量 Mpa 吸水率 24h 0 03 0 10 無(wú)缺口 收縮率 0 4 0 7 沖擊強(qiáng)度 kj m 缺口 熔點(diǎn) 180 280 230 彎曲強(qiáng)度 Mpa 硬度 HB 熱變形 溫度 體積電阻率 分析計(jì)算 在 PRO E 中可以分析得到 體積 1 0808451e 05 毫米 3 曲面面積 1 3020789e 05 毫米 2 密度 1 0500000e 03 克 毫米 3 質(zhì)量 1 1348874e 02 克 根據(jù) PART 坐標(biāo)邊框確定重心 X Y Z 1 8645351e 03 1 7856011e 01 7 9160117e 00 毫米 相對(duì)于 PART 坐標(biāo)系邊框之慣性 克 毫米 2 慣性張量 Ixx Ixy Ixz 6 4489761e 05 0 0000000e 00 1 8113848e 01 Iyx Iyy Iyz 0 0000000e 00 8 3525619e 05 1 5908008e 04 Izx Izy Izz 1 8113848e 01 1 5908008e 04 3 3634826e 05 重心的慣性 相對(duì) PART 坐標(biāo)系邊框 克 毫米 2 慣性張量 Ixx Ixy Ixz 6 0160161e 05 3 5702160e 00 1 6438790e 01 Iyx Iyy Iyz 3 5702160e 00 8 2814462e 05 1 3344275e 02 Izx Izy Izz 1 6438790e 01 1 3344275e 02 3 0016384e 05 主慣性力矩 克 毫米 2 I1 I2 I3 3 0016381e 05 6 0160161e 05 8 2814465e 05 從 PART 定位至主軸的旋轉(zhuǎn)矩陣 0 00005 1 00000 0 00002 0 00025 0 00002 1 00000 1 00000 0 00005 0 00025 從 PART 定位至主軸的旋轉(zhuǎn)角 度 相對(duì) x y z 的夾角 89 986 0 000 90 003 相對(duì)主軸的回旋半徑 R1 R2 R3 5 1428372e 01 7 2807835e 01 8 5423374e 01 毫米 208 156 52 13 塑料注射成型模具的設(shè)計(jì) 注射機(jī)類型的選擇 根據(jù)產(chǎn)品的注射形式和最大注射量等要求 選用臥式注射機(jī) 型號(hào) SZ160 1000 拉桿內(nèi)間距 mm 360 260 結(jié)構(gòu)型式 臥式 移模行程 mm 280 理論注射容量 cm 179 最大模具厚度 mm 360 螺桿直徑 mm 44 最小模具厚度 mm 170 注射壓力 Mpa 150 鎖模形式 液壓 注射速率 g s 110 模具定位孔直徑 mm 125 塑化能力 g s 10 5 噴嘴球半徑 mm SR10 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 10 150 噴嘴口孔徑 mm 鎖模力 KN 1000 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 1 注射量的校核 據(jù)式 注件 V8 0 式中 塑件與澆注系統(tǒng)的體積 件 3cm 注射機(jī)的注射量 注 3 0 8 最大注射容量的利用系數(shù) 0 8V V注 件 0 8V 0 8 179 143 2cm注 3 巳知 產(chǎn)品 V 113 5 cm件 3 符合條件 2 鎖模壓力的校核 鎖模力是在成型時(shí)鎖緊模具的最大力 用于實(shí)現(xiàn)動(dòng) 定模緊密閉合保證 塑料制品的尺寸精度 盡量減少分型面處的溢邊 或毛邊 厚度和確保 操作者的人身安全 因此 成型時(shí)高壓熔融塑料在分型面上顯現(xiàn)的漲力 或稱推力 應(yīng)小于鎖模力 1000 KN 4 155 mKAPF 鎖 式中 注射機(jī)的額定鎖模力 KN 鎖 A 制品和分流道在分型面上的投影面積 2cm 型腔的平均壓力 Mpa PS 等薄壁類容器制品一般取mP 30Mpa K 安全系數(shù) 通常取 K 1 1 1 2 已知 K 1 1 模型的投影面積 29252 9MpaPm30 2m K A 1000 1 1 30 29252 9 1000 960 382KN 1000KNmP 滿足要求 3 注射壓力的校核 注射壓力是成型時(shí)柱塞或螺桿施于料筒內(nèi)熔融塑料上的壓力 常取 70 150Mpa 注成 P 式中 塑件成型所需要的注射壓力 Mpa 一般取 100Mpa成 所選注射機(jī)的額定注射壓力 Mpa 注 已知 P 132MpaMpa10 成 注 故滿足要求 4 注射速率 注射速率即注射過(guò)程中每秒鐘通過(guò)噴嘴的塑料容量 常取 33 58 mm s 5 模具閉合厚度的校核 模具閉合時(shí)的厚度在注射機(jī)動(dòng) 定模板的最大閉合高度和最小閉合高度 之間 其關(guān)系按下式校核 Hmin H m H max 式中 Hmin 注射機(jī)允許的最小模具厚度 mm Hm 模具閉合厚度 mm Hmax 注射機(jī)允許的最大模具厚度 mm 已知 H 170mm H mm H 360mmminmmax 所以滿足要求 成型零件的設(shè)計(jì) 1 型腔分型面的設(shè)計(jì) 1 塑件在型腔中方位的選擇 塑件在型腔中的方位選擇是否合理 將直接影響模具總體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度 一般應(yīng) 盡量避免與開(kāi)合模方向垂直或傾斜的側(cè)向分型和抽芯 使模具結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單 為此 在 選擇塑件在型腔中的方位時(shí) 要盡量避免與開(kāi)合模方向垂直或傾斜的方向有側(cè)孔側(cè)凹 在 確定塑件在型腔中的方位時(shí) 還需要考慮對(duì)塑件精度和質(zhì)量的影響 澆口的設(shè)置 生產(chǎn)批 量 成型設(shè)備 所需的機(jī)械化自動(dòng)化程度等 如較長(zhǎng)的管狀塑件 將其軸線方向設(shè)置在開(kāi) 合模方 向 則可能使模厚太大而無(wú)法在注射機(jī)上安裝或注射機(jī)的開(kāi)模行程不夠而無(wú)法取出塑件 此時(shí) 可將塑件的軸線方向設(shè)置在和開(kāi)合模方向垂直的方向 采用液壓或手動(dòng)側(cè)向抽芯機(jī) 構(gòu) 2 分型面形狀的選擇 分型面的形狀一般有以下幾種 a 和開(kāi)合模方向垂直的平面 b 階梯形彎折面 c 斜面 d 曲面 后三種分型面雖然加工較前一種困難 但型腔加工或脫模較為容易 此外 還有用和 開(kāi)合模方向平行的平面作分型面 側(cè)向分型面 的 分型面形狀的選擇主要應(yīng)根據(jù)塑件的 結(jié)構(gòu)形狀特點(diǎn)而定 力求使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 加工制造方便 成型操作容易 3 分型面位置的選擇 在選擇分型面位置時(shí) 應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 1 塑件在型腔中的方位確定后 分型面必須設(shè)在塑件斷面輪廓最大的地方 才能 保證塑件順利地從模腔中脫出 2 不要設(shè)在塑件要求光亮平滑的表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處 以免溢料飛邊 拼合痕 跡影響塑件外觀 3 開(kāi)模時(shí) 盡量使塑件留在動(dòng)模邊 一般在動(dòng)模邊設(shè)脫模機(jī)構(gòu)較為方便 如薄壁 或大孔塑件 在模腔中冷卻收縮包緊型芯 應(yīng)將型芯設(shè)在動(dòng)模邊 多孔塑件或型芯形狀復(fù) 雜 斜度小時(shí) 塑件對(duì)型芯包緊力大 同樣應(yīng)將型芯設(shè)在動(dòng)模邊 厚壁小孔塑件 對(duì)型芯包緊 力較小 如果將型芯和凹模分別設(shè)在動(dòng)定模兩邊 往往不能準(zhǔn)確判斷塑件的留模方向 此 時(shí) 可將型芯和凹模設(shè)在動(dòng)模邊 或采取其它一些強(qiáng)制留模措施 當(dāng)塑件帶有光孔的金屬 嵌件時(shí) 則不會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力 而對(duì)凹模的粘附力較大 此時(shí)應(yīng)將凹模設(shè)在動(dòng)模邊 4 保證塑件的精度要求 同軸度要求較高的部分 應(yīng)盡可能設(shè)在同一側(cè) 如由于塑 件結(jié)構(gòu)形狀的限制 同軸度要求較高的部分不可能設(shè)在同一側(cè)時(shí) 則應(yīng)設(shè)法提高動(dòng)定模之 間 的定位精度 此外 還需注意分型面上產(chǎn)生的飛邊對(duì)塑件尺寸精度的影響 5 長(zhǎng)型芯作主型芯 短型芯作側(cè)型芯 當(dāng)采用機(jī)動(dòng)式側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)時(shí) 在一定的開(kāi) 模行程和模具厚度范圍 不易得到大的抽拔距 長(zhǎng)型芯不宜設(shè)在側(cè)向 采用液壓和手動(dòng)側(cè) 向 抽芯機(jī)構(gòu)除外 6 投影面積大的作主分型面 小的作側(cè)分型面 側(cè)向分型面一般都 模具本身結(jié)構(gòu) 鎖 緊 產(chǎn)生的鎖緊力相對(duì)較小 而主分型面由注射機(jī)鎖模力鎖緊 鎖緊力較大 故應(yīng)將塑件 投影面積大的方向設(shè)在開(kāi)合模方向 7 采用機(jī)動(dòng)式側(cè)向分型面抽芯機(jī)構(gòu)時(shí) 應(yīng)盡量采用動(dòng)模邊側(cè)向分型抽芯 采用動(dòng)模 邊側(cè)向分型抽芯 可使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 可得到較大的抽拔距 在選擇分型面位置時(shí) 應(yīng)優(yōu) 先 考慮將塑件的側(cè)孔側(cè)凹設(shè)在動(dòng)模一邊 8 盡量使分型面位于料流末端 以利排氣 利用分型面上的間隙或在分型面上開(kāi)設(shè) 排氣槽排氣 結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單 為此 應(yīng)盡量使料流末端處于分型面上 當(dāng)然料流末端的位 置 完全取決于澆口的位置 此外 分型面的位置選擇應(yīng)使模具加工盡可能方便 保證成型零件的強(qiáng)度 避免成型 零件出現(xiàn)薄壁及銳角 按以上原則選取 2 排氣槽的設(shè)計(jì) 排氣槽的作用主要有兩點(diǎn) 一是在注射熔融物料時(shí) 排除模腔內(nèi)的空氣 二是 排除物料在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的各種氣體 越是薄壁制品 越是遠(yuǎn)離澆口的部位 排 氣槽的開(kāi)設(shè)就顯得尤為重要 另外對(duì)于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開(kāi)設(shè) 因?yàn)樗四鼙苊庵破繁砻孀苽妥⑸淞坎蛔阃?還可以消除制品的各種缺陷 減 少模具污染等 那么 模腔的排氣怎樣才算充分呢 一般來(lái)說(shuō) 若以最高的注射速 率注射熔料 在制品上卻未留下焦斑 就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分的 該注射模屬于中小型模具 在推桿的間隙和分型面上都有排氣效果 已能滿足 要求 故不再考慮排氣槽 3 成型零件的設(shè)計(jì) 1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到注塑零件的結(jié)構(gòu)和模具的加工 凹模結(jié)構(gòu)采用整體式 其特點(diǎn)是 牢固 不易變形 2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主型芯采用局部嵌入固定 其特點(diǎn)是節(jié)約模具鋼的便于加工 3 成型零件工件尺寸 型腔與型芯的尺寸計(jì)算 型腔內(nèi)徑尺寸計(jì)算 Dm D DQ 3 4 mm z Dm 型腔內(nèi)徑 mm D 制品的最大尺寸 mm Q 塑料平均收縮率 取 0 5 制品公差 3 4 系數(shù) 可隨制品精度變化 一般取 0 5 0 8 之間 若制品偏差大則取小值 若制品偏差小則取大值 模具制造公差 一般取 1 6 1 4 z 零件的長(zhǎng)度最大尺寸為 D 208mm 取 9 級(jí)精度 查得 0 115 則1 D 207 207 0 005 0 115 208 124 mm1M4325 0 25 0 零件的寬度最大尺寸 D 156mm 同樣查得 0 100 則2 D 154 154 0 005 0 100 154 855 mm2M4325 0 25 0 型芯徑向尺寸的計(jì)算 模具型芯徑向尺寸是由制品的內(nèi)徑尺寸所決定的 與型腔徑向尺寸的 計(jì)算原理一樣 分為兩個(gè)部分來(lái)計(jì)算 dm mm ZQD 341 式中 dm 型芯外徑尺寸 mm D1 制品內(nèi)徑最小尺寸 mm 其余的符號(hào)含義同型腔計(jì)算公式 零件內(nèi)徑長(zhǎng)度最大尺寸 d 197mm 0 1151 d 197 197 0 005 0 115 198 060 mm1m4325 0 25 0 零件內(nèi)徑寬度最大尺寸 d 147mm 0 100mm2 d 147 147 0 005 0 100 147 810 mm2m4325 0 25 0 型腔深度尺寸計(jì)算 模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所決定的 設(shè)制品高度名義 尺寸為最大尺寸 其公差 為負(fù)偏差 型腔深度名義尺寸為最小尺寸 其公差為正偏差 z HM mm ZQh 321 H 型腔深度尺寸 mm h1 制品高度最大尺寸 mm 最大尺寸 h1 52mm 0 074 H 52 52 0 005 0 074 52 310 mmM3225 0 25 0 型芯高度尺寸計(jì)算 模具型芯的高度尺寸是由制品的深度尺寸決定的 假設(shè)制品深度尺寸 H1 為最小尺寸 其公差為正偏差 型芯高度尺寸為最大尺寸 其公 差為負(fù)偏差 根據(jù)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式 z hM mm 0132ZQH hM 型芯高度尺寸 mm H1 制品深度最小尺寸 mm 其余公式中字母的含義同前面的含義 深度最小尺寸 H 48 5mm 0 0431 h 48 5 48 5 0 005 0 043 48 772 mmM3225 0 25 0 型腔壁厚與底板厚計(jì)算 注射成型模型壁厚得確定滿足模具剛度好 強(qiáng)度大和結(jié)構(gòu)輕巧 操 作方便等要求 在塑料注射充型過(guò)程中 塑料模具型腔受到熔體的高壓 作用 故應(yīng)有足夠的強(qiáng)度 剛度 否則可能因?yàn)閯偠炔蛔愣a(chǎn)生塑料制 件變形損壞 也可能會(huì)彎曲變形而導(dǎo)致溢料和飛邊 降低塑料的尺寸精 度 并影響塑料制品的脫模 從剛度計(jì)算一般要考慮下面幾個(gè)因素 a 使型腔不發(fā)生溢料 ABS 不溢料的最大間隙為 0 05 b 保證制品的順利脫模 為此 要求型腔允許的彈性變形量小于制 品冷卻固化收縮量 c 保證制品達(dá)到精度要求 制品有尺寸要求 某些部位的尺寸常要 求比較高的精度 這就要求模具型腔有很好的剛度 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) A 矩形型腔側(cè)壁厚度的確定 側(cè)壁厚度一般取制品長(zhǎng)度 長(zhǎng)的邊長(zhǎng) 或直徑 D 的 0 2 0 5 倍 當(dāng)1L 型腔為整體式 100mm 需要乘以 0 85 0 9 在 p 49Mpa 時(shí) 1 mS72 01 因此 S 0 2 208 0 9 17 58 6mm 取側(cè)壁厚度 60mm 就滿足要求 B 矩形型腔底板厚度的確定 因?yàn)?p 49Mpa L 1 5b 查表可得 S 0 08 156 0 08 156 12 3mmh 取底板厚度 15mm 就滿足要求 4 塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于改塑件脫模阻力不大 而頂桿加工簡(jiǎn)單 更換方便 脫模效 果好 因此選用頂桿脫模機(jī)構(gòu) 而中間的部分采用推管機(jī)構(gòu) 推桿位置的設(shè)置采取了以下的原則 a 推桿設(shè)在脫模阻力大的地方 b 推桿位置均勻分布 c 推桿設(shè)在塑料制品強(qiáng)度剛度大的地方 d 推桿直徑應(yīng)滿足相應(yīng)的剛度 強(qiáng)度條件 在滿足條件的前提下 應(yīng)盡量選用直徑較大的推桿 本次設(shè)計(jì)的零件 所以推桿直徑取得比較小 為了達(dá)到強(qiáng)度剛度要 求設(shè)置了較多的推桿 脫模力計(jì)算 矩環(huán)形薄壁制品 s d 0 05 F N AktgfSEQl1 0 1 cos22 r 型芯平均半徑 m S 制品壁厚 m E 塑料彈性模量 Mpa Q 塑料平均收縮率 l 制品對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度 m f 制品與型芯靜摩擦系數(shù) f 0 1 0 2 脫模斜度 取 1 o m 塑料的泊松比 m 0 38 0 42 k 系數(shù) k 2 cos 2 cos 1 12 2 k 系數(shù) k 1 fsin cos 12 2 A 盲孔制品型芯在脫模方向投影面積 m 2 已知 mS3105 MpaE3108 05 Q l2 f 2k43 29 A F 0 1 0 029 6052N1 43 0 12 0 cos51 8 05 9 tg 5 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)有一個(gè)側(cè)向型芯 所以使用外側(cè)抽芯 1 斜導(dǎo)柱 斜導(dǎo)柱直徑 d 與導(dǎo)柱孔應(yīng)保持 0 5 1mm 的間隙 2 導(dǎo)柱的角度 本設(shè)計(jì) 18 楔緊塊角度為 20 3 抽心距的計(jì)算 通常抽心距等于側(cè)芯深度加 2 5mm S 13 4 17mm 4 斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度 L S sin18 5640 開(kāi)模行程 H Sctg18 530 5 抽拔力的計(jì)算 F1 lhp fcos sin 式中 l 活動(dòng)側(cè)芯被塑料包緊的斷面周長(zhǎng) m h 成型芯部分的深度 m p 制品對(duì)側(cè)心的壓力 一般取 8 12Mpa f 塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù) 常用 f 0 1 0 2 側(cè)芯的脫模斜度 常取 1 2 已知 l 132mm h 13mm p 10Mpa f 0 2 1 F1 0 132 0 013 10 106 0 2 cos1 sin1 3132N 6 斜導(dǎo)柱所受彎曲力的計(jì)算 P cos P 彎曲力 Q 抽拔阻力 與抽拔力大小相等 方向相反 斜導(dǎo)柱的傾斜角 P 3132 cos18 3293N 7 斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算 d 31 0彎 pl 式中 p 最大彎曲力 l 斜導(dǎo)柱有效工作長(zhǎng)度 彎 彎曲許用應(yīng)力 對(duì)碳鋼可取 137Mpa d 23 79mm 取標(biāo)準(zhǔn)斜導(dǎo)柱的公稱直徑為 25 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞對(duì)制品性能 外觀和成型難易程度影響頗大 根據(jù)注 塑件的要求及模具的結(jié)構(gòu)等方面來(lái)考慮選擇澆注系統(tǒng) 設(shè)計(jì)原則 1 能順利地引導(dǎo)熔融塑料充滿型腔 不產(chǎn)生渦流 又有利于型腔內(nèi) 氣體的排出 2 在保證成型和排氣良好的前提下 選取短流程 少?gòu)澱?以減小 壓力損失 縮短填充時(shí)間 3 盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件 防止型 芯位移或變形 4 澆口料容易清除 整修方便 無(wú)損制品的外觀和使用 5 澆注系統(tǒng)流程較長(zhǎng)或需要開(kāi)設(shè)兩面?zhèn)€以上澆口時(shí) 由于澆注系統(tǒng) 的不均勻收縮導(dǎo)致制品變形 應(yīng)設(shè)法防止 6 在一模多腔時(shí) 應(yīng)使各腔同步連續(xù)充澆 以保證各個(gè)制品一致性 7 合理設(shè)置冷料井 溢料槽 使冷料不得直接進(jìn)入弄腔及減小毛邊 的負(fù)作用 8 在保證制品質(zhì)量良好的條件下 澆注系統(tǒng)的斷面和長(zhǎng)度應(yīng)盡量取 小值 以減小對(duì)塑料的占用量 從而減小回收料 1 主流道的設(shè)計(jì) 斷面形式 截面形狀采取圓形 這種形狀熱量損失小 流動(dòng)阻力小 效果最佳 但加工較難 注射機(jī)的噴嘴頭部與主流道襯套的凹下的球面半徑 R 相接觸 二者 必須匹配 無(wú)漏料 一般要求主襯套球面半徑 R 比噴嘴球面半徑大 1 2mm 主流道進(jìn)口直徑 d 比注射機(jī)噴嘴出口直徑 d 應(yīng)大 0 5 1mm 其1 作用 一是補(bǔ)償噴嘴與澆注道的對(duì)口誤差 二是使噴嘴與主襯套球面配 合良好 為了便于凝料從主流道中拔出 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 其半錐角 a 2 4 表面粗糙度應(yīng)有 Ra 0 8 以上 主流道出口應(yīng)做成圓角 圓 角半徑 r 0 3 0 5mm 或 r d 8 為減少壓力損失 主流道長(zhǎng)度盡可能短些 2 常取 L 60mm 噴嘴球面半徑為 10mm 見(jiàn)上注射機(jī)技術(shù)參數(shù) 主襯套球面半徑 R 取 12mm 主流道進(jìn)口直徑 d 取 4 5mm1 主流道出口直徑 d 取 6mm2 半錐角 a 3 主流道長(zhǎng)度 L 取 45mm 2 澆口的設(shè)計(jì) 取用直接澆口 直接澆口是直接和主流道連接 由主流道直接進(jìn)料 它可以做成頂澆口和中心澆口 由于澆口尺寸大 熔體壓力損失小 流 動(dòng)阻力小 進(jìn)料快 容易成型 適用于任何塑料 常用于成型單腔模 大而深的殼型制品 因?yàn)榱鞒潭?壓力傳遞好 熔體從上端流向分型面 低端 故有利于排氣和消除接痕 直接澆口進(jìn) 出口端直徑 d d 可以由主澆道的尺寸決定 它12 塑料溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在注射工藝過(guò)程中 模具的溫度直接影響著制品質(zhì)量和注射周期 各種塑料的性能 成型工藝要求的不同相應(yīng)的模具對(duì)溫度的要求也不同 PS 在注射成型進(jìn)所需要的模具溫度為 40 60 對(duì)于任何塑料制品 模 具的溫度的波動(dòng)較大都是不利的 過(guò)高的模具溫度會(huì)使塑料制品在冷卻 脫模后發(fā)生變形 延長(zhǎng)冷卻時(shí)間降低生產(chǎn)率 為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生 就必須采取模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 塑料傳給模具的熱量 Q n m C T1 T2 式中 Q 單位時(shí)間內(nèi)塑料傳給模具的熱量 KJ h n 每小注射的次數(shù) m 每次注射的塑料量 包括澆江系統(tǒng) kg C 塑料的比熱容 J kg T1 熔融塑料進(jìn)入模腔的溫度 T2 制品脫模溫度 選定注射機(jī)每小時(shí)注射的次數(shù)為 50 則根據(jù)以上公式 PS 的 C 1340 J kg 已知 m 0 16 T1 180 T2 60 選定注射機(jī)的每小時(shí)注射的次數(shù)為 50 則根據(jù)以上的公式 得 Q 50 0 16 1340 180 60 1 30 106 KJ h 冷卻時(shí)所需要的冷卻水量 431TQM 式中 M1 通過(guò)模具的冷卻水的質(zhì)量 kg T3 出水溫度 T4 進(jìn)水溫度 導(dǎo)熱系數(shù) J m 由由 4 表 8 26 查得 452 J m 所以有冷卻水的質(zhì)量 M1 kg2486350 6 根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速 v 與水管道直徑 d 的關(guān)系 確定模具 冷卻水道直徑 d d vM 10413 式中 M 1 冷卻水的質(zhì)量 Kg v 管道內(nèi)冷卻水的流速 一般取 0 8 2 5m s 水的密度 Kg m 3 根據(jù)以上公式 md2 14 02 486103 取冷卻水管道的直徑為 14mm 冷卻管道總傳熱面積計(jì)算公式 TRMA 1 式中 R 冷卻管道壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù) J m 2 J m 2 2 08 47dvf f 與冷卻介質(zhì)有關(guān)的物理系數(shù) 查表 8 29 4 得 f 7 98 T 模具溫度與冷卻介質(zhì)之間的平均溫度 其余符號(hào)意義同上 2363 62 08 1751 80649 74mAR 其中 T 60 40 2 50 冷卻管道的孔數(shù) n dLA 式中 A 冷卻裝置總的傳熱面積 m 2 d 冷卻水管管道直徑 m L 冷卻管道的長(zhǎng)度 m 則 08 1201473 033 n 所以 冷卻水道的孔數(shù)在動(dòng) 定模板之中各取一個(gè)就可以達(dá)到冷卻的要 求 由于 PS 是要求模溫較低的塑料 不斷注入的熔融塑料使模溫能夠達(dá)到 PS 注射成型所需的模溫 所以不必考慮需要加熱提升溫度的 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 本次設(shè)計(jì)選用的標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)是 A 500500 42 Z GB T12556 1 902 3 A 品種 基本型號(hào) 500500 系列 模板周邊尺寸 42 規(guī)格 基本組合編號(hào) Z 導(dǎo)柱的安裝方式3 參考文獻(xiàn) 模具設(shè)計(jì)與制造 閻其鳳 機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具 劉守勇 機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械制造技術(shù) 李華 機(jī)械工業(yè)出版社